Beim Handling von Kunststoffflaschen für Kosmetik zur schnellen und sicheren Verpackung in Kartons besteht der Grundaufbau beispielsweise aus drei Teilen: Eine Zuführungseinheit für die Flaschen, eine für die Kartonage und als Verbindungselement ein Pick-and-Place-Portalroboter. Dabei funktioniert der Workflow dieser Maschine im einfachsten Fall wie folgt: Die Zuführeinheit für die Flaschen übernimmt die abgefüllten, etikettierten und geprüften Flaschen aus der Produktion, zählt sie ab und bringt sie in die vorgesehene Reihung. Die Zuführeinheit der Kartonage entnimmt den Einzelkarton entweder einer Paletteneinheit oder von einem Band, faltet ihn auf und stellt ihn noch unverklebt auf einem Förderband zur Befüllung bereit. Der Portalroboter greift die bereitgestellten Flaschen und stellt sie in den zwischenzeitlich geöffneten Karton. Die Abführeinheit verklebt den Karton unten wie oben mit Kleber oder Klebestreifen.

Spielarme Planetengetriebemotoren von Bonfiglioli im Portalroboter einer Verpackungsmaschine.

Jede der Funktionen wird idealer Weise mit elektrischer Servotechnik angetrieben. Die Takte laufen in Sekundenschnelle. Das stellt besondere Anforderungen an die Antriebe, vor allem was Beschleunigungsmomente und Verdrehsteifigkeit angeht. Eigenschaften, die das Programm der spielarmen Planetengetriebe von Bonfiglioli von Haus aus mitbringt. Das gilt auch für die thermischen Belastungen, die die Eingangsdrehzahlen von über 3.000 min^-1mit sich bringen.

Sensoren sorgen für die korrekte Anzahl und Stellung der zu verpackenden Flaschen. Die Befüllposition des Kartons wird durch entsprechende Sensorik am Förderband in Verbindung mit seiner Geschwindigkeit errechnet und der Achsensteuerung des Pick-and-Place-Roboters weitergegeben. In diesen beiden Fällen besteht in der Dynamik des Start-/Stopp-Betriebs und korrekter Lageerfassung die besondere Herausforderung. Beim Portalroboter jedoch ist die Kombination aus Geschwindigkeit und genauer Positionierung bei bewegtem Ziel gefragt. Gesteuert und koordiniert werden alle Funktionen der Maschine von einer leistungsfähigen SPS. In Richtung Antriebe wird sie von den Umrichtern Active Next Generation (ANG) unterstützt.

Kompakte Antriebseinheit: spielarmer Servo-Planetengetriebemotor TQF+BMD von Bonfiglioli.

Die größte mechanische Belastung erfährt die Hubeinheit des Portalroboters im Herzen einer Maschine. Die Sensorik der Maschine sorgt über die Zuführeinheit für die korrekte Stellung der zu verpackenden Kartons. Im Moment der exakten Position ist der Karton schon überdeckt vom Verpackungsmaterial, wird gehoben und mit der gleichen Bewegung mit dem Verpackungsmaterial umschlagen, verklebt und danach auf das Förderband der Abführeinheit übergeben. An dieses schließt sich meist ein Roboter an, der die verpackten Einzelkartons in größere Gebinde zusammenfasst, wiederum verpackt und auf Paletten abstellt.

Wenn häufige Chargenwechsel anstehen und die Größe der Kartonagen wechseln, dann spielt die Geschwindigkeit der Formatumstellung einen besonderen Wettbewerbsvorteil aus: Innerhalb sehr kurzer Zeit können sie durch elektrische Servoantriebe auf neue Formate umgestellt werden. Im Nu sind so die Zuführungen neu eingerichtet und alle Antriebe für den Produktionsprozess über die Steuerung mit den aktuellen Werten versorgt.

Für einfache Funktionen

Umrichterfamilie Active Next Generation mit Servoeigenschaften von Bonfiglioli: kommunikationsstarke und hochdynamische Geräte von 0,25 bis 400 Kilowatt Motorleistung.

Zum Einsatz kommen Industriegetriebemotoren der Produktlinie Riduttori für Anwendungen, die geringe Genauigkeitsanforderungen haben. In der Regel sind es die Schnecken-getriebemotoren, die in den einfachen Funktionen einer Verpackungsmaschine zum Zuge kommen. Die vorgelagerten Zuführungen erfolgen im Dauerbetrieb und sind somit prädestiniert für die Standardgetriebemotoren von Bonfiglioli. Bei den entscheidenden Antrieben mit Positionieraufgaben oder hartem Start-/Stopp-Betrieb werden jedoch die spielarmen Servo-Planetengetriebemotoren eingesetzt. Die neueste Reihe der Kombination TQF-Getriebe mit BMD-Motoren baut hierbei besonders kompakt, so dass enge Bauraumverhältnisse keine Begrenzung mehr darstellen. ee